压，此直流电压再经过LM7805的稳压作用和滤波电容C5的滤波作用，此时便在稳压电源的输出端产生了稳定的直流输出电压。其中H1是+5V电源的引出接口，在此设计中使用排针来作为引出端口。SW1是电源开关，当它接通时，输出5V电压。D1为发光二极管，工作电流在3毫安到10毫安之间，导通压降约为0.7Ｖ左右[7]。所以需要通过阻值为1Ｋ的限流电阻与电源相连，此时的电流约为5毫安，当SW1接通时，D1亮，作为电源接通指示灯。
图5 电源电路
2.3 实时时钟模块设计
2.3.1 时钟芯片DS1302
DS1302是DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗的实时时钟芯片，内含一个实时时钟日历和31字节静态RAM，工作电压为2.5V～5.5V，可以通过串行接口与单片机进行通信。实时时钟日历电路可以为系统提供秒、分、时、日、星期、月、年的信息，每个月的天数和闰年的天数都可自动调整，时钟操作可通过AMPM标志位决定采用24或12小时时间格式。此系统采用时钟芯片DS1302 计时，DS1302 进行初始化后，实时时间可从中读取。DS1302时钟芯片的优势是可以单独使用，直接连接单片机外围，有自己独立的时钟晶振，精度较高。当单片机读写时钟值时，死机或断电对其影响较小。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时，功耗小于1mW。DS1302原理图如图6所示：
图6 DS1302引脚图
DS1302各引脚功能说明如表3所示：
表3 DS1302各引脚功能
X1，X2 GND RST IO SCLK VCC1 VCC2
32.768kHz晶振引脚
地 复位 数据输入输出 串行时钟 后备电源引脚 主电源引脚
DS1302在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者
中的较大者供电。X1和X2是振荡源，外接晶振。 2.3.2 实时时钟电路设计
DS1302与单片机之间能简单的采用同步串行方式进行通信，仅需用到三个口线：（1）RES（复位），（2）IO（数据线），（3）SCLK（串行时钟）。RST是复位片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
具体电路如图7所示。BT1为电压值3V的纽扣电池，作为DS1302的备用电源，以保证即使突发性的掉电的情况下也能正常计时。Y2为一个32.768 KHz的晶振。DS1302的5、6、7端分别同单片机的P2.1、P2.2、P2.3相连，同时在还为它们配置了阻值为10K 的上拉电阻RP1，能最大程度的保证操作与通讯的准确和稳定。本设计采用接口方式为串行的时钟芯片DS1302，不仅实现了精确的时钟功能并节省单片机IO口资源，而且该芯片线路简单、体积小，易于操作，且价格低廉。
图7 实时时钟电路
2.4 物体检测模块
光电开关又称光电传感器，它是根据被检测物体对光束的反射或遮挡，由同步回路选通电路，从而检测物体有无。光电开关能把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化，以达到探测的目的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测[8]。
图8 物体检测模块
本设计方案采用红外传感器，这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。检测距离可以根据要求进行调节。该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，接5V电源，数字量输出，不需要进行AD转换，可直接接单片机的IO口，通过后面的可调电位器调整距离。如图8所示，物体检测模块通过P3.0引脚与单片机相连。在本设计中，分别在道路两旁路灯杆上安装红外接收器，信号的接收端连到单
片机上，当车辆或者行人经过时，接收器检测到红外感应，信号端检测到高电平输入，单片机的主控模块下达指令，从而控制路灯的亮灭。
2.5 环境明暗检测模块设计
2.5.1 光敏电阻概述
光敏电阻又称光导管，为纯电阻元件，采用半导体材料制作，利用半导体的内光电效应工作的光电元件,是一种电阻值能随入射光的强弱而改变的电阻器，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。在黑暗条件下,它的阻值可达1～10M欧,在强光条件下,它的阻值只有几百至数千欧姆。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。 2.5.2 ADC0832概述
ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道AD转换芯片，其最高分辨可达256级，可以满足一般的模拟量转换要求。由于其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入控制在0～5V之间。芯片转换时间极短，仅为32μS，同时具有双数据输出可作为数据校验，使数据误差得以减少，稳定性能强且转换速度快。独立的芯片使能输入，更加方便了多器件的挂接和处理器的控制。
ADC0832芯片引脚分布如图9所示：
图9 ADC0832
ADC0832的芯片接口说明如表4所示：
表4 芯片接口说明
接口 CS CH0 CH1 GND DI DO VCCREF CLK
功能
片选使能，低电平芯片使能
模拟输入通道0，或作为IN+-使用 模拟输入通道1，或作为IN+-使用 芯片参考0电位（地） 数据信号输入，选择通道控制 数据信号输出，转换数据输出 芯片时钟输入
电源输入及参考电压输入（复用）
2.5.3 环境明暗检测电路设计
在此设计中通过光敏电阻同ADC0832模数转换器相结合，从而实现对环境明暗程度的检测。环境明暗检测模块工作原理即当照射在光敏电阻上的光线亮度发生变化时，光敏电阻的阻值也随之相应的发生变化，其变化趋势为光线变强阻值减小，反之也成立，而ADC0832的通道0得到的电压值随光线的变强而减小，ADC0832将得到的电压信号转换成数字信号，并通过特定的操作送给单片机进行处理。如此便实现光敏电阻感受环境明暗的变换，继而向模拟信号转换，最终转换成数字信号，使系统能对环境明暗程度间接的进行相应的分析并处理[9]。系统所选光敏电阻GMR1的亮电阻阻值在2K至10K之间变化，所以选择阻值为10K的电阻R8同光敏电阻串联连接形成分压电路。
具体模块电路图如图10所示：
图10 环境明暗检测电路
2.6 显示模块设计
2.6.1 LCD1602概述
LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块，它是由若干个5×7或者5×11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符。LCD1602是指显示的内容为16×2即32个字符,也就是可以显示16列2行，每行都有16个字符液晶模块用于显示字符和数字。在本设计中系统的实时时间、灯的开关时间和故障灯地址都是通过LCD1602 显示出来的。
LCD1602采用标准的116脚接口，包括8根数据线，3根控制线，电源地，电源以及液晶驱动电压引脚。各引脚接口说明如表5所示:
表5 引脚接口说明表
编号 1 2 3 4 5 6 7 8
符号 VSS VDD VL RS RW E D0 D1
引脚说明 电源地 电源正极 液晶显示偏压 数据命令选择 读写选择 使能信号 数据 数据
编号 9 10 11 12 13 14 15 16
符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 BLA BLK
引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 数据 背光源正极 背光源负极
2.6.2 显示模块电路设计
LCD1602液晶芯片的7到14管脚为通讯总线，通过连接阻值10Ｋ的上拉排阻RP2同单片机P0端口相连，来保障数据或指令传输时的稳定。KTR1为一阻值为10Ｋ的可调电阻，通过调节其接入阻值的大小可以改变LCD1602显示偏压信号，从而改变液晶显示的清晰度。LCD1602显示电路的具体设计如下图：
图11 显示电路
2.7 报警模块设计
声光报警模块是由该系统中的蜂鸣器和发光二极管等部分组成，通过单片机的控制发出声光报警。当系统中某一部分出现故障，例如正常状况是路灯应该点亮的时候却未亮，此时系统自动判断为路灯出现故障，系统中采用以光敏电阻检测的方法来检测路灯是否点亮，从而判别是否有故障。当出现故障时，单片机控制蜂鸣器和发光二极管发出声光报警信号，并通过LCD显示器显示当前故障路灯的编号，实现声光报警功能。如图所示，报警模块电路连接在单片机P0.7引脚，当系统出现故障时，P0.7引脚给高电平,发光二极管随